В центре галактики планетам очень тесно
|
В центре нашей галактики находится галактическая выпуклость, плотно упакованная область звезд, пыли и газа. В этой массивной структуре, которая охватывает тысячи световых лет, есть приблизительно 10 миллиардов звезд, большинство из которых - старые звезды - красные гиганты. Из-за этой высокой плотности астрономы часто задавались вопросом, является ли галактическая выпуклость вероятным местом для поиска звезд с обитаемыми планетами, вращающимися вокруг них. |
По сути, звезды, которые тесно связаны друг с другом, с большей вероятностью будут проходить рядом с другими звездами, что может иметь катастрофические последствия для любых планет, которые вращаются вокруг них. Согласно новому исследованию, проведенному Лабораторией Колумбийского университета, в течение миллиарда лет большинство звезд в выпуклости будут проходить рядом с десятками близких звезд, что может иметь глобальные последствия для долгосрочной обитаемости в этом регионе. |
Исследование, которое было подготовлено к публикации и должно появиться в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества, было проведено Мойей Мактир - научным сотрудником NSF в Колумбийском университете и членом лаборатории Cool Worlds Lab. К ней присоединились профессор Дэвид Киппинг и Кэтрин Джонстон с кафедры астрономии в Колумбийском университете. |
Коротко говоря, звездные близкие встречи относительно распространены в нашей галактике, они происходят один раз каждые 50 000 лет или около того. Когда звезды в галактическом диске вращаются вокруг центра Млечного Пути, их пути заставляют их иногда проходить ближе друг к другу. В прошлый раз наша Солнечная система столкнулась со звездным проходом примерно 70 000 лет назад. |
В это время двойная система, известная как Звезда Шольца (WISE 0720-0846), прошла на расстоянии около 52 000 астрономических единиц (0,25 парсек; 0,82 световых года) от Солнца, порушив Облако Оорта, орбиты комет и астероидов в Солнечной системе. Это был не первый раз, когда Звезда Шольца прошла вблизи нашей Солнечной системы - примерно 80 000 лет назад она прошла в пределах ~ 66 000-70 000 а.е. от Солнца. |
По большей части, эти встречи привели к тому, что кометы и астероиды с длительным периодом были выброшены из Облака Оорта, некоторые из которых столкнулись с Землей и вызвали события уровня вымирания. Тем не менее, звездные встречи могут проходить еще ближе (около 20 000 АЕ) и оказать пагубное влияние на планетные системы. Это включает в себя возможность того, что планеты будут отделены от своих звезд или их орбиты могут быть дестабилизированы. |
Как объяснил Мистье: «Близкие звездные встречи могут иметь опасные последствия для планет, но точные результаты зависят от множества факторов: соотношения масс двух вовлеченных звезд, скорости их движения, угла наклона приближение и, конечно, расстояние прохода. Но в целом, эти близкие встречи могут потенциально оторвать планеты от их звезд-хозяев или дестабилизировать их орбиты, так что они могут вылететь из своей системы». |
В предыдущем исследовании, которое появилось в MNRAS в прошлом году, группа шведских астрономов обнаружила, что подобные солнцу звезды в открытых скоплениях имеют 25% шанс потерять свои внешние планеты из-за близкого пролета. Два аналогичных исследования, которые также были опубликованы в прошлом году (оба были проведены астрономами из Лейденской обсерватории в Нидерландах), показали, что 14% планет в плотных звездных скоплениях будут оторваны от своих звезд в течение десяти миллионов лет после образования. |
Естественно, это поднимает вопрос о том, что произойдет в галактической выпуклости, где звездная плотность намного выше, чем в диске Млечного Пути. Чтобы вычислить скорость, с которой происходят близкие встречи в выпуклости, Мойя и ее команда смоделировали орбиты миллионов звезд, которые там находятся. Затем они использовали аналитический профиль плотности для положения каждой звезды, чтобы оценить количество встречающихся планет. |
Как указал Мактир, это был трудоемкий процесс, который привел к некоторым интересным результатам: «Мы обнаружили, что 80% звезд с выпуклостью должны приходить в пределах 1000 АЕ от другой звезды каждые миллиард лет. Половина звезд имеет десятки таких встреч в тот же период времени. Частота столкновений снижается, если учесть более близкие пролеты, но встречи в пределах 100 АЕ все еще довольно распространены». |
Помимо повышенного риска звездных близких встреч, планеты, расположенные вокруг звезд в галактической выпуклости, также подвергаются большему риску "стерилизации". Это происходит, когда звезды в плотно упакованных скоплениях подвергаются гравитационному коллапсу и взрываются в сверхновой, что приводит к тому, что близлежащие звездные системы (и их планеты ) подвергаются воздействию гамма-всплесков (GRB) и выбросу тяжелых (и радиоактивных) элементов. |
В течение последних 11 миллионов лет вспышки сверхновых, имевшие место в околоземном космическом пространстве, были связаны с внезапными периодами глобального потепления на Земле, истощением озонового слоя и воздействием на поверхность вредных уровней солнечной и космической радиации. В результате для звезд, которые сгруппированы ближе друг к другу, сверхновые будут иметь гораздо большее влияние, поскольку они будут происходить чаще и ближе друг к другу. |
Неудивительно, что астрономы считают, что галактики, подобные нашей, также имеют «обитаемые зоны», которые находятся между галактической выпуклостью и спиральными рукавами. В то время как выпуклость является опасным местом для жизни из-за повышенного риска близких контактов и радиации, спиральные рукава представляют повышенный риск из-за более высоких скоростей звездообразования. |
Помимо строгого характера их исследования, Мактир указала, что это также важно, потому что это дает дополнительное подтверждение этой теории. «Наши результаты являются новыми, потому что мы приняли новый динамический подход к пониманию галактической обитаемости, но мы действительно только что подтвердили то, что астрономы уже знали: выпуклость, вероятно, не является стабильным местом для жизни», - сказала она. |
Подобные исследования также могут оказать существенное влияние на поиск обитаемых экзопланет, не говоря уже о поиске внеземного разума (SETI). Зная, что жизнь, скорее всего, возникнет и будет развиваться в пределах обитаемой галактической зоны (GHZ), части диска, расположенной между ядром и периферией, ученые могут сузить свои усилия по поиску и увеличить шансы найти жизнь. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|